七大VOCs废气处理技术工艺详解.pdf

七大七大 VOCsVOCs 废气处理技术工艺详废气处理技术工艺详解解七大七大 VOCsVOCs 废气处理技术工艺详解废气处理技术工艺详解当前，当前，VOCVOC 废气处理技术主要包括热破坏法、变压吸附分离与废气处理技术主要包括热破坏法、变压吸附分离与净化技术、吸附法和氧化处理方法等。净化技术、吸附法和氧化处理方法等。一、一、VOCVOC 废气处理技术热破坏法废气处理技术热破坏法热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，也就是热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，也就是VOCVOC，或利用合，或利用合适的催化剂加快适的催化剂加快 VOCVOC 的化学反应，的化学反应，最终达到降低有机物浓度，最终达到降低有机物浓度，使其不使其不再具有危害性的一种处理方法。再具有危害性的一种处理方法。热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好，热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好，因此，因此，在处在处理低浓度废气中得到了广泛应用。理低浓度废气中得到了广泛应用。这种方法主要分为两种，这种方法主要分为两种，即直接火即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率相对较焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率相对较高，高，一般情况下可达到一般情况下可达到 99%99%。而催化燃烧指的是在催化床层的作用下，而催化燃烧指的是在催化床层的作用下，加快有机废气的化学反应速度。加快有机废气的化学反应速度。这种方法比直接燃烧用时更少，这种方法比直接燃烧用时更少，是高是高浓度、小流量有机废气净化的首选技术。浓度、小流量有机废气净化的首选技术。二、二、VOCVOC 废气处理技术吸附法废气处理技术吸附法有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、高通量有机废气。高通量有机废气。现阶现阶段，段，这种有机废气的处理方法已经相当成熟，这种有机废气的处理方法已经相当成熟，能量消耗比较小，能量消耗比较小，但是但是处理效率却非常高，处理效率却非常高，而且可以彻底净化有害有机废气。而且可以彻底净化有害有机废气。实践证明，实践证明，这这种处理方法值得推广应用。种处理方法值得推广应用。但是这种方法也存在一定缺陷，但是这种方法也存在一定缺陷，它需要的设备体积比较庞大，它需要的设备体积比较庞大，而而且工艺流程比较复杂且工艺流程比较复杂;如果废气中有大量杂质，则容易导致工作人员如果废气中有大量杂质，则容易导致工作人员中毒。所以，使用此方法处理废气的关键在于吸附剂。当前，采用吸中毒。所以，使用此方法处理废气的关键在于吸附剂。当前，采用吸附法处理有机废气，附法处理有机废气，多使用活性炭，多使用活性炭，主要是因为活性炭细孔结构比较主要是因为活性炭细孔结构比较好，吸附性比较强。好，吸附性比较强。此外，此外，经过氧化铁或臭氧处理，经过氧化铁或臭氧处理，活性炭的吸附性能将会更好，活性炭的吸附性能将会更好，有有机废气的处理将会更加安全和有效。机废气的处理将会更加安全和有效。三、三、VOCVOC 废气处理技术生物处理法废气处理技术生物处理法从处理的基本原理上讲，从处理的基本原理上讲，采用生物处理方法处理有机废气，采用生物处理方法处理有机废气，是使是使用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，比如比如 CO2CO2、H2OH2O 和其它简单无机物等。这是一种无害的有机废气处理和其它简单无机物等。这是一种无害的有机废气处理方式。方式。一般情况下，一般情况下，一个完整的生物处理有机废气过程包括一个完整的生物处理有机废气过程包括 3 3 个基本步个基本步骤：骤：a)a)有机废气中的有机污染物首先与水接触，在水中可以迅速溶有机废气中的有机污染物首先与水接触，在水中可以迅速溶解解;b);b)在液膜中溶解的有机物，在液膜中溶解的有机物，在液态浓度低的情况下，在液态浓度低的情况下，可以逐步扩可以逐步扩散到生物膜中，散到生物膜中，进而被附着在生物膜上的微生物吸收进而被附着在生物膜上的微生物吸收;c);c)被微生物吸被微生物吸收的有机废气，收的有机废气，在其自身生理代谢过程中，在其自身生理代谢过程中，将会被降解，将会被降解，最终转化为最终转化为对环境没有损害的化合物质。对环境没有损害的化合物质。四、四、VOCVOC 废气处理技术变压吸附分离与净化技术废气处理技术变压吸附分离与净化技术变压吸附分离与净化技术是利用气体组分可吸附在固体材料上变压吸附分离与净化技术是利用气体组分可吸附在固体材料上的特性，的特性，在有机废气与分离净化装置中，在有机废气与分离净化装置中，气体的压力会出现一定的变气体的压力会出现一定的变化，通过这种压力变化来处理有机废气化，通过这种压力变化来处理有机废气66。PSA PSA 技术主要应用的是物理法，通过物理法来实现有机废气技术主要应用的是物理法，通过物理法来实现有机废气的净化，的净化，使用材料主要是沸石分子筛。使用材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛，沸石分子筛，在吸附选择性和在吸附选择性和吸附量两方面有一定优势。吸附量两方面有一定优势。在一定温度和压力下，在一定温度和压力下，这种沸石分子筛可这种沸石分子筛可以吸附有机废气中的有机成分，然后把剩余气体输送到下个环节中。以吸附有机废气中的有机成分，然后把剩余气体输送到下个环节中。在吸附有机废气后，在吸附有机废气后，通过一定工序将其转化，通过一定工序将其转化，保持并提高吸附剂的再保持并提高吸附剂的再生能力，生能力，进而可让吸附剂再次投入使用，进而可让吸附剂再次投入使用，然后重复上步骤工序，然后重复上步骤工序，循环循环反复，直到有机废气得到净化。反复，直到有机废气得到净化。近年来，近年来，该技术开始在工业生产中应用，该技术开始在工业生产中应用，对于气体分离有良好效对于气体分离有良好效果。该技术的主要优势有：能源消耗少、成本比较低、工序操作自动果。该技术的主要优势有：能源消耗少、成本比较低、工序操作自动化及分离净化后混合物纯度比较高、化及分离净化后混合物纯度比较高、环境污染小等。环境污染小等。使用该技术对于使用该技术对于回收和处理有一定价值的气体效果良好，回收和处理有一定价值的气体效果良好，市场发展前景广阔，市场发展前景广阔，成为未成为未来有机废气处理技术的发展方向。来有机废气处理技术的发展方向。五、五、VOCVOC 废气处理技术氧化法废气处理技术氧化法对于有毒、有害，而且不需要回收的对于有毒、有害，而且不需要回收的VOCVOC，热氧化法是最适合的，热氧化法是最适合的处理技术和方法。氧化法的基本原理：处理技术和方法。氧化法的基本原理：VOCVOC 与与 O2O2 发生氧化反应，生发生氧化反应，生成成 CO2CO2 和和 H2OH2O，化学方程式如下：，化学方程式如下：从化学反应方程式上看，该氧化反应和化学上的燃烧过程相类从化学反应方程式上看，该氧化反应和化学上的燃烧过程相类要取决于“三要取决于“三 T T 条件”条件”：反应温度：反应温度(Temperat)(Temperat)、时间、时间(Time)(Time)、湍流混、湍流混合情况合情况(Turbulence)(Turbulence)。这这“三“三 T T 条件”条件”是相互联系的，是相互联系的，在一定范围内，在一定范围内，一个条件的改善可使另外两个条件降低。一个条件的改善可使另外两个条件降低。热力燃烧式热氧化器的缺点热力燃烧式热氧化器的缺点在于：辅助燃料价格高，导致装置操作费用比较高。在于：辅助燃料价格高，导致装置操作费用比较高。间壁式热氧化器指的是在热氧化装置中，加入间壁式热交换器，间壁式热氧化器指的是在热氧化装置中，加入间壁式热交换器，进而把燃烧室排出气体的热量传送给氧化装置进口处温度比较低的进而把燃烧室排出气体的热量传送给氧化装置进口处温度比较低的气体，气体，预热完成后便可促成氧化反应。预热完成后便可促成氧化反应。现阶段，现阶段，间壁式热交换器的热间壁式热交换器的热回收率最高可达回收率最高可达 85%85%，因此大幅降低了辅助燃料的消耗。因此大幅降低了辅助燃料的消耗。一般情况下，一般情况下，间壁式热交换器有三种形式：间壁式热交换器有三种形式：管式、管式、壳式和板式。壳式和板式。由于热氧化温度必由于热氧化温度必须控制在须控制在 800800 1 0001 000 范围内，因此，间壁式热交换必须由不范围内，因此，间壁式热交换必须由不锈钢或合金材料制成。锈钢或合金材料制成。所以间壁式热交换器的造价相当高，所以间壁式热交换器的造价相当高，而这也是而这也是其缺点所在。其缺点所在。此外，此外，材料的热应力也很难消除，材料的热应力也很难消除，这是间壁式热交换的这是间壁式热交换的另外一个缺点。另外一个缺点。蓄热式热氧化器，简称为蓄热式热氧化器，简称为RTORTO，在热氧化装置中计入蓄热式热交，在热氧化装置中计入蓄热式热交换器，换器，在完成在完成 VOCVOC 预热后便可进行氧化反应。预热后便可进行氧化反应。现阶段，现阶段，蓄热式热氧化蓄热式热氧化器的热回收率已经达到了器的热回收率已经达到了 95%95%，且其占用空间比较小，辅助燃料的消，且其占用空间比较小，辅助燃料的消耗也比较少。耗也比较少。由于当前的蓄热材料可使用陶瓷填料，由于当前的蓄热材料可使用陶瓷填料，其可处理腐蚀性其可处理腐蚀性或含有颗粒物的或含有颗粒物的 VOCVOC 气体。气体。现阶段，现阶段，RTORTO 装置分为旋转式和阀门切换式两种，其中，阀门切装置分为旋转式和阀门切换式两种，其中，阀门切换式是最常见的一种，换式是最常见的一种，由由 2 2 个或多个陶瓷填充床组成，个或多个陶瓷填充床组成，通过切换阀门通过切换阀门来达到改变气流方向的目的。来达到改变气流方向的目的。六、六、VOCVOC 废气处理技术液体吸收法废气处理技术液体吸收法液体吸收法指的是通过吸收剂与有机废气接触，液体吸收法指的是通过吸收剂与有机废气接触，把有机废气中的把有机废气中的有害分子转移到吸收剂中，有害分子转移到吸收剂中，从而实现分离有机废气的目的。从而实现分离有机废气的目的。这种处理这种处理方法是一种典型的物理化学作用过程。有机废气转移到吸收剂中后，方法是一种典型的物理化学作用过程。有机废气转移到吸收剂中后，采用解析方法把吸收剂中有害分子去除掉，采用解析方法把吸收剂中有害分子去除掉，然后回收，然后回收，实现吸收剂的实现吸收剂的重复使用和利用。重复使用和利用。从作用原理的角度划分，从作用原理的角度划分，此方法可分为化学方法和物理方法。此方法可分为化学方法和物理方法。物物理方法是指利用物质之间相溶的原理，理方法是指利用物质之间相溶的原理，把水看作吸收剂，把水看作吸收剂，把有机废气把有机废气中的有害分子去除掉，中的有害分子去除掉，但是对于不溶于水的废气，但是对于不溶于水的废气，比如苯，比如苯，则只能通则只能通过化学方法清除，过化学方法清除，也就是通过有机废气与溶剂发生化学反应，也就是通过有机废气与溶剂发生化学反应，然后予然后予以去除。以去除。七、七、VOCVOC 废气处理技术冷凝回收法废气处理技术冷凝回收法在不同温度下，在不同温度下，有机物质的饱和度不同，有机物质的饱和度不同，冷凝回收法便是利用有冷凝回收法便是利用有机物这一特点来发挥作用，机物这一特点来发挥作用，通过降低或提高系统压力，通过降低或提高系统压力，把处于蒸汽环把处于蒸汽环境中的有机物质通过冷凝方式提取出来。境中的有机物质通过冷凝方式提取出来。冷凝提取后，冷凝提取后，有机废气便可有机废气便可得到比较高的净化。得到比较高的净化。其缺点是操作难度比较大，其缺点是操作难度比较大，在常温下也不容易用在常温下也不容易用冷却水来完成，冷却水来完成，需要给冷凝水降温，需要给冷凝水降温，所以需要较多费用。所以需要较多费用。这种处理方这种处理方法主要适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理。法主要适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理。